神经植入物可以通过直接调节异常活动来帮助治疗帕金森病和癫痫等脑部疾病——多伦多大学的 Xilin Liu 正在与微电子和人工智能合作，以使这项新兴技术更加安全和智能。
应用科学与工程学院助理教授刘说：“神经元部分通过电信号相互交流，而治疗性神经植入物会产生电刺激——就像大脑的起搏器一样。” “在震颤或癫痫发作的情况下，刺激试图将神经元恢复到正常状态。
“就好像刺激会关闭和打开神经网络- 几乎就像重新启动计算机一样，尽管它绝对不是那么简单。科学家们还没有完全理解它是如何工作的。”
刘的团队通过与制造当今计算机和智能手机中使用的芯片相同的工艺将神经植入物集成到微型硅芯片中。这项技术被称为互补金属氧化物半导体的 CMOS，使他们能够减小设备的物理尺寸和功耗，从而最大限度地降低与植入物的初始手术过程和长期使用相关的风险。
“我们开发了许多新的微电子设计技术，例如具有电荷平衡的高精度电刺激，”刘说。“我们试图从许多不同的角度来解决这个问题。”
Liu 是神经技术中心 CRANIA 的成员，该中心是多伦多大学和大学健康网络之间的合作项目，该中心汇集了电气和计算机工程师以及神经科学家、数据和材料科学家以及临床医生。他们一起研究改善大脑健康的方法并制定替代治疗路径，特别是对于那些对当前药物反应不佳的人。
在最近的一个项目中，Liu 和他的团队试图利用 AI 的力量来最大限度地提高植入物的临床疗效，并尽量减少过度刺激的不利影响。
该团队转向了一种称为深度学习(DL) 的 AI——这种算法经过训练后，可以在面对新数据时提取深层信息。事实证明，这些模型在识别传统方法中经常被忽视的隐藏生物标志物方面特别强大，并且在检测最佳时机时它们优于传统算法。
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